2017年内蒙古工业大学算法与程序设计之数据结构(C语言版)考研复试核心题库
● 摘要
一、应用题
1． 请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如下表所示:
页面大小为4KB ，一次内存的访问时间是100ns ，一次快表（TLB ）的访问时间是10ns ，处
，进程的驻留集大小固定为2, 采理一次缺页的平均时间为108ns （已含更新TLB 和页表的时间）
用最近最少使用置换算法（LRU ）和局部淘汰策略。假设①TLB 初始为空；②地址转换时先访问TLB , 若TLB 未命中，再访问页表（忽略访问页表之后的TLB 更新时间）；③有效位为0表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚地址访问序列请问：
（1）依次访问上述三个虚地址，各需多少时间? 给出计算过程。
（2）基于上述访问序列，虚地址1565H 的物理地址是多少? 请说明理由。
【答案】⑴
页面大小为4KB ，因此，虚地址的低12位是页内偏移，其余高位是页号。
访问虚地址2362H , 虚页号为2，页内偏移362H 。查找TLB , TLB 初始为空，未命中，耗时10ns ; 访问页表，2号页面所在页框号为254H ，耗时100ns ; 计算得到的物理地址254362H ，访问内存，耗时100ns 。因此，总共用时
访问虚地址1565H ，虚页号为1, 页内偏移565H 。查找TLB ，未命中，耗时10ns ; 访问页表，有效位是0，未命中，耗时100m ; 产生缺页中断，进行缺页中断处理，耗时108m ; 采用LRU 置换算法，虚页1装入页帧号101H , 缺页中断处理完后，再次访问页表，命中，耗时100m ; 计算得到物理地址101565H ，再次访问内存，耗时100ns 。因此，总共用时
访问虚地址25A5H ，虚页号为2, 页内偏移5A5H 。查找TLB , 命中，耗时10ns ; 虚页2对应的页帧为254H ，因此计算得物理地址为2545A5H , 访问内存，耗时100ns 。因此，
总共用时
（2）当访问虚地址1565H 时，产生缺页中断，合法驻留集为2, 必须从页表中淘汰一个页面，根据题目的置换算法，应淘汰0号页面，因此1565H 的对应的页框号为101H ，故可知虚地址1565H 的物理地址为101565H 。
2． 设有n 个元素采用起泡排序法进行排序，通常需要进行多少趟排序? 对于第J 趟起泡通常需要进行多少次关键字比较? 在程序设计中如何设置判断条件，有可能使起泡趟数可以减少并且能完成排序。
【答案】n 个元素采用起泡排序法进行排序，通常需要进行n-1趟排序。第j 趟起泡排序要进行次比较。在一趟排序中，若没有记录交换，则表示排序完成。因而，可通过设标记来控制排
3． 设依以下次序给出关键字：34，16，19，21，5，49，24，62，3，17，45，8，构造3阶树。要求从空树开始，每插入一个关键字，画出一棵树。
【答案】如图所示：
序结束，下面语句段说明了标记flag 的使用。
图
4． 某16位计算机主存按字节编码。存取单位为16位；采用16位定长指令格式；CPU 采用单总线结构，主要部分如下图所示。图中为通用寄存器；T 为暂存器；SR 为移位寄存器，可实现直送（mov ）、左移一位（left ）、右移一位（right ） 3种操作，控制信号为Srop , SR的输
ALU 可实现直送A A 加 B （add ）A 减 B （sub ）A 与 B （and ）出信号Srout 控制；（mova ）、、、、
A 或 B （or ）、非 A （not ）、A 加 1 （inc ） 7 种操作，控制信号为
请回答下列问题。
（1）图中哪些寄存器是程序员可见的？为何要设置暂存器T?
（2）控制信号（4）端点和的位数至少各是多少？ （3）控制信号Srout 所控制部件的名称或作用是什么？ 中，哪些端点须连接到控制部件的输出端？
中相应的端点之间添加必要的连线。写出连（5）为完善单总线数据通路，需要在端点
线的起点和终点，以正确表示数据的流动方向。
（6）为什么二路选择器MUX 的一个输入端是2?
【答案】（1）图中程序员可见的寄存器有通用寄存器和程序计数器PC ; 当执行算术或逻辑操作时，由于ALU 本身是没有内部存储功能的组合电路，因此如要执行加法运算，被相加的两个数必须在ALU 的两个输入端同时有效，因此设置暂存器T 用于暂存数据总线发送的数据。
（2）ALUop 和SRop 的位数分别为3，2。
（3）Srout 所控制的部件是状态字寄存器，用来存放ALU 及CPU 的指令状态。
（4）须连接到控制部件的输出端端点有
（5）
（6）数据宽度是16位，以字节编址，输入端是2是为了增加地址获取ALU 的第二个操作数。
【解析】（1）程序员可见的寄存器包括：程序计数器、通用寄存器和状态寄存器。其他的IR 、
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